Як працює принцип природної циркуляції?
Теплоносій, найчастіше це звичайна вода, переміщається по контурах від котла до радіаторів і назад завдяки зміні своїх термодинамічних характеристик. Коли при нагріванні щільність рідини зменшується, а обсяг збільшується, вона видавлюється холодним потоком, що йде їх обратки, і піднімається по трубах. У міру того, як теплоносій самопливом розподіляється по горизонтальних відгалуженням, температура падає і він повертається до котла. Так цикл замикається.
Якщо для будинку вибрано було водяне опалення з природною циркуляцією, то все горизонтальні ділянки труб прокладаються з ухилом, що йде по ходу руху рідини. Це дозволяє ефективно боротися з «завоздушіванію» батарей. Повітря легше води, тому він рухається вгору по трубах, надходить в розширювальну ємність, а потім, відповідно, в атмосферу.
Бак приймає в себе воду, обсяг якої збільшується зі зростанням температури, і створює постійний тиск.
Від чого залежить циркуляційний напір?
Створення потрібного циркуляційного напору потрібно обов'язково прораховувати при проектуванні системи опалення. Він залежить від того, як відрізняються рівні середини котла і самого нижнього радіатора. Чим більше перепад висот, тим краще переміщається рідина по системі. На нього впливає і різниця густин гарячої і остигнула води.
Характеризується опалення з природною циркуляцією циклічним зміною температури в теплообмінниках і в котлі, яке відбувається по центральній осі приладів. Гаряча вода знаходиться у верхній частині, холодна - в нижній. Під дією гравітації остиглий теплоносій переміщається вниз по трубах.
Циркуляційний напір безпосередньо залежить від висоти установки батарей. Його збільшення сприяє і кут нахилу прямому трубопроводі, спрямований в бік радіаторів, і ухил обратки, зверненої до котла. Це дозволяє теплоносія легше долати місцевий опір труб.
При монтажі в приватному будинку системи опалення з природною циркуляцією котел встановлюють в найнижчій точці так, щоб всі радіатори знаходилися вище.
Для квартирних будинків схеми опалення з природною циркуляцією застосовуються дуже рідко, так як при установці в квартирі котел опускається в «яму» - безпосередньо на плиту перекриття. Пол навколо неї випилюється, а саме поглиблення і периметр навколо нього повинен бути захищений пожежобезпечними матеріалами.
Схеми таких систем опалення
Схема системи опалення незалежно від способу циркуляції теплоносія залежить від декількох факторів:
- способу з'єднання радіаторів з перспективними стояками. Тут виділяють однотрубну і двотрубну системи;
- місця прокладки магістралі, що подає гарячу воду. Вибирати потрібно між нижньою і верхньою розводкою;
- схеми прокладки магістралі: тупикова система або попутне рух теплоносія в магістралях;
- розташування стояків, яке може бути або горизонтальним, або вертикальним.
Однотрубна система: як регулювати температуру?
Однотрубна система опалення має тільки один варіант виконання розводки - верхню. У ній немає зворотного стояка, тому охолоджений в батареях теплоносій повертається в прямого трубопроводу. Рух рідини забезпечується різницею температур рідини в нижніх і верхніх радіаторах.
Щоб забезпечити однаковий температурний режим в приміщеннях на різних поверхах, поверхня нагрівальних приладів на першому поверсі повинна бути трохи більше, ніж на другому і наступних. У нижні радіатори надходить суміш гарячої та охолодженої у верхніх теплообменниках води.
У однотрубної системі може бути два варіанти руху теплоносія. в першому одна частина йде в радіатор, інша - далі по стояку до нижніх приладів.
У другому випадку весь обсяг води проходить через кожен теплообмінник, починаючи з самих верхніх. Головна особливість такої розводки полягає в тому, що радіатора на першому і цокольному поверхах отримують тільки охолоджену воду.
І якщо в першому випадку регулювати температуру в приміщеннях можна за допомогою кранів, то в другому їх не можна застосовувати, так як це призведе до зменшення подачі рідини до всіх наступних теплообмінникам. До того ж повне перекриття крана означало б зупинку циркуляції води в системі.
При монтажі однотрубної системи краще зупинитися на розведенні, яка дає можливість регулювання подачі води до кожного радіатора. Це дозволить регулювати температуру в окремих приміщеннях і, природно, робить опалювальну систему більш гнучкою, а значить і більш ефективною.
Так як однотрубна розводка може бути тільки верхній, її монтаж можливий тільки в будівлях з горищним приміщенням. Саме там повинен розміщуватися подає трубопровід. Головний недолік полягає в тому, що пуск опалення можливий тільки по всій будівлі відразу. Переваги у системи, звичайно, теж є. Головні з них - простий монтаж і менша вартість. З точки зору естетики, чим менше труб, тим простіше їх заховати.
Як повинна бути влаштована двотрубна система?
Цей варіант схеми опалення передбачає наявність подачі й відведення магістралі. У верхній частині системи циркулює гарячий теплоносій, в нижній - остиглий.
Від котла відходить труба, поєднана з розширювальним баком. Від бака йде труба гарячої лінії контуру, яка потім з'єднується з розводкою. Залежно від розмірів ємності і обсягу води в системі, від бака може відходити переливна труба. За нею надлишки води зливаються в каналізацію.
Труби, що виходять з нижньої частини теплообмінників, об'єднуються в зворотну магістраль. За нею остиглий теплоносій знову потрапляє в котел. Обратка повинна проходити через ті ж приміщення, що і подає трубопровід.
Горизонтальний або вертикальний стояк в розведенні?
Система опалення з вертикальним стояком передбачає підведення до нього радіаторів з різних поверхів. Її перевага: нижчий ризик «завоздушіванія» системи, недолік - вища вартість.
Коли теплообмінники з одного поверху з'єднані з подає трубою, - це система з горизонтальним стояком. Такий варіант обійдеться домовласникам в меншу суму, але доведеться вирішувати проблему утворення повітряних пробок. Як правило, досить встановити воздухоотводчики.
Плюси і мінуси облаштування опалення такого типу
Що стосується переваг системи опалення з природною циркуляцією води, то їх кілька:
- відсутність складнощів при монтажі, пуску та експлуатації;
- теплова стійкість системи. Заснована на гравітаційної циркуляції теплоносія вона забезпечує максимальну тепловіддачу і підтримує на заданому рівні мікроклімат в приміщеннях;
- економічність (при правильному утепленні будинку);
- тиха робота. Ні насоса - немає шуму і вібрації;
- незалежність від перебоїв в електромережі. Природно, в разі, коли встановлений котел може працювати без електрики;
- великий термін експлуатації. При своєчасному технічному обслуговуванні без капітального ремонту система може працювати 35 років і більше.
Головний мінус гравітаційної системи опалення - обмеження по площі будівлі та радіусу дії. Її встановлюють в будинках, площа яких зазвичай не перевищує 100 квадратних метрів. Через малого циркуляційного напору радіус дії системи обмежується тридцятьма метрами по горизонталі. Обов'язковою вимогою є наявність горищного приміщення в будівлі, в якому буде встановлюватися розширювальний бак.
Істотним недоліком є і повільне прогрівання всього будинку. При системі з природною циркуляцією потрібно утеплювати труби, що проходять в неопалюваних приміщеннях, так як є ризик замерзання води.
Зазвичай на таке розведення йде трохи матеріалів, але, коли місцевий опір трубопроводу потрібно зменшити, витрати зростають через необхідність застосування труб більшого діаметра.